Đáp án Vật lí 10 cánh diều Chủ đề 3 bài 1 Năng lượng và công

CHỦ ĐỀ 3 BÀI 1 NĂNG LƯỢNG VÀ CÔNG

Câu 1: Cách mạng công nghiệp lần thử nhất bắt đầu vào cuối thế kỉ XVIII ở nước Anh khi con người phát triển các máy mới có khả năng thực hiện công gấp hàng trăm lần so với sức người. Ở giai đoạn đầu, năng lượng gió và năng lượng nước được khai thác. Nước dự trữ trong các đập ở trên cao (thế năng) được sử dụng dể làm quay các bánh xe lớn, nhờ đó làm quay các máy cơ (dộng năng). Ở thời kì tiếp theo. động cơ hơi nước được phát triển ở Vương quốc Anh sử dụng nhiên liệu hoá thạch như than đá. Động cơ hơi nước sử dụng năng lượng từ than đá làm tăng đáng kề công suất hoạt động của các máy bơm nước và các khung dệt lớn trong công xưởng sản xuất sợi. Động cơ hơi nước được sử dụng trong đầu máy xe lửa (hỉnh 1.1), tàu thuỷ hơi nước,... trở thành nền tảng cho Cách mạng công nghiệp lần thứ nhất.

Năng lượng làm cho các máy tác dụng lực lớn bắt nguồn từ đâu? Năng lượng có thể truyền từ vật này sang vật khác bằng cách nào?

Trả lời: 

Năng lượng làm cho máy tác dụng lực lớn bắt nguồn từ năng lượng dự trữ trong các vật chất dưới dạng liên kết hóa học. Năng lượng có thể truyền từ vật này sang vật khác bằng cách truyền nhiệt, thực hiện công,...

Câu 2: Kể tên các dạng năng lượng xung quanh chúng ta. Lấy ví dụ chứng tỏ năng lượng có thể truyền từ vật này sang vật khác.

Trả lời: 

Các dạng năng lượng xung quanh chúng ta: nhiệt năng, điện năng, quang năng, hóa năng, cơ năng,vv..

Ví dụ khi ta đun nóng 1 ấm nước, lửa truyền nhiệt cho vỏ ấm rồi sau đó truyền sang nước làm nước nóng lên. 

I. CÔNG VÀ SỰ TRUYỀN NĂNG LƯỢNG

Câu 1: Tìm từ thích hợp với chỗ "?" trong các suy luận dưới đây.

Lực tác dụng càng lớn thì sinh công càng "?".

Độ dịch chuyển theo phương của lực càng lớn thì công thực hiện được càng "?".

Trả lời: 

Lực tác dụng càng lớn thì sinh công càng lớn.

Độ dịch chuyển theo phương của lực càng lớn thì công thực hiện được càng lớn.

Câu2:
1, Tính công của trong lực làm hòn đá có khối lượng 5kg rơi từ độ cao 10m xuống mặt đất.
2, Tính công của trọng lực làm hòn đácó khối lượng 5kg lăn từ đỉnh dốc dài 100m  cao 10m xuống dưới chân dốc
Bạn có nhận xét gì về kết quả tính công trong những trường hợp trên.

Trả lời: 

1, Ta có A= F.d = m.g.d= 5.10.10= 500 ( J )
2,

Ta có A= F.d = m.g.d = 5.10.10= 500 ( J )
Từ kết quả tính công cho cả hai trường hợp trên là giống nhau

Câu 3: Bạn hãy phân tích lực tác dụng thành hai thành phần : thành phần vuông góc với phương dịch chuyển và thành phần trùng với phương dịch chuyển để lập luận rút ra biểu thức tính công (2).

Trả lời: 

A₁= P_1. d= P. cos  . S = 50. 3.cos 60^o = 75 ( N)

A₂ = P₂ .d = P .0 / cos =0
=> Biểu thức tính công là A=F.S.cos 

Câu 4: Từ biểu thức (2), suy luận: Khi nào công sinh ra có giá trị âm?

Trả lời: 

Từ biểu thức (2), ta thấy công sinh ra có giá trị âm khi cos âm 

Câu 5: Chỉ ra và phân tích ví dụ chứng tỏ năng lượng từ vật này sang vật khác bằng cách thực hiện công.

Trả lời: 

Để chuyển thóc từ ruộng lên xe tải, người nông dân phải nâng bao thóc từ mặt đất lên vai mình. Như vậy, người này đã truyền cho bao thóc năng lượng, làm thay đổi độ cao của nó so với mặt đất. Khi người nông dân tác dụng lực , truyền năng lượng cho bao thóc, ta nói lực tác dụng đang thực hiện công.

II. CÔNG SUẤT

Câu 1: So sánh công của người và công của máy tời trong trường hợp ở hình 1.6. Người hay máy thực hiện công nhanh hơn?

Trả lời: 

Do máy và người đều dùng 1 lực như nhau, cùng đưa vật lên 1 độ cao như nhau nên công thực hiện là như nhau. Tuy nhiên thời gian thực hiện công của máy nhanh hơn người thực hiên công.

Câu 2: So sánh công của người đạp xe và động cơ ô tô trong trường hợp ở hình 1.7. Người hay động cơ thực hiện công nhanh hơn?

Trả lời: 

Động cơ ô tô thực hiện công lớn hơn người đạp xe thực hiện công vì quãng đường di chuyển của ô tô lớn hơn người đạp xe đạp trong cùng thời gian là 10s. 
Vì thời gian chuyển động đều là 10s nên thời gian thực hiện công của xe và người là như nhau.

Câu 3: 1W liên hệ với 1 J và 1s như thế nào? 

Trả lời: 

A có đợn vị là J
t có đơn vị là s
Ta có  P = A/t = J/s 
Vậy 1 W= J/S

Câu 4: So sánh công suất của hai máy tời sau:

Máy tời 1 nâng được 80kg vật liệu lên cao 5,0m trong 30s

Máy tời 2 nâng được 1 tạ vậy liệu lên cao 6.0m trong 1 phút

Trả lời: 

Máy tời 1:  P1 =A/t= 80.9,8.5/ 30 =130,66 (W)

Máy tời 2: P2= A/t = 100.9,8.6/60= 98 (W)

=> Công suất của máy tờ 1 lớn hơn công suất cả máy tời 2

Câu 5: Vận dụng mối liên hệ công suất với lực và vận tốc (4) để đưa ra khuyến nghị cho người lái xe máy nên đi bằng số thấp hay số cao trong mỗi tình huống thực tế dưới đây để đảm bảo an toàn và hiệu quả vận hành động cơ. 

Xe máy bắt đầu di chuyển.

Xe máy đi trên đường ngoài đô thị, có ít phương tiện đi lại.

Xe máy lên dốc

Xe máy xuống dốc

Xe máy vào cua (chuyển hướng đột ngột)

xe máy đi trên đường trơn trượt

Xe máy đi trên đường có nhiều ổ gà. 

Trả lời: 

Xe máy bắt đầu di chuyển. => đi số 1

Xe máy đi trên đường ngoài đô thị, có ít phương tiện đi lại.=> đi số 3 hoặc 4

Xe máy lên dốc=> đi số 1 hoặc 2

Xe máy xuống dốc=> đi số 1 hoặc 2

Xe máy vào cua (chuyển hướng đột ngột) => đi số 2

Xe máy đi trên đường trơn trượt => đi số 2 hoặc 3

Xe máy đi trên đường có nhiều ổ gà. => đi số 2